JP5908675B2 - 車両用制御システム - Google Patents

Description

本発明は、駆動用電池をプラグイン方式により充電する車両に用いられる車両用制御システムに関する。

近年、環境保護や資源保護あるいは燃料節減などの観点から、外部電源により充電可能な二次電池を駆動用電池として搭載し、駆動用電池から供給される電力によって駆動用モータを駆動する車両が増加している。このような車両は、例えば、駆動用モータと内燃機関とを搭載したハイブリッド自動車、駆動用モータのみを搭載した電気自動車、あるいは一部の燃料電池自動車などである。これらの車両に搭載される駆動用電池は、充電ケーブルで接続された外部電源から充電するプラグイン方式、電磁誘導などにより非接触で充電する方式、駆動用電池自体を取り替える方式などにより充電される。このうち、プラグイン方式は、いわゆる充電スタンドでの充電に加え、自宅など一般家庭での充電も可能であることから広まりつつある。

ところで、充電ケーブルを用いるプラグイン方式の場合、充電ケーブルの接続中に車両が移動すると充電ケーブルや充電スタンドの破損などを招くおそれがある。そこで、特許文献１は、充電用リッドが開放されている場合、シフトポジションの切り換えを規制するいわゆるシフトロック制御によって充電中における車両の移動を抑制している。

しかしながら、シフトロック制御は、一般的にシフトポジションの切り替えが規制されている規制状態をマニュアル操作で解除する機能を備えている。このため、ユーザは、シフトロック制御の制御回路や構成部品などが故障するなどの障害が発生した場合、シフトポジションの変更が不可能になり、充電後に車両を移動することができなくなるおそれがある。そのため、シフトロック制御に障害が発生している状態で充電を開始してしまうと、例えば充電スタンドにおいて次の利用者が待機しているような慌てた心理状態に陥った場合、ユーザがマニュアル操作により規制状態を誤って解除してしまうおそれがある。その結果、充電ケーブルや外部電源あるいは車両などの破損を招くおそれがある。

特許第３６２９０９４号公報

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、シフトロック制御に障害が発生した場合において、シフトポジションの切り替えを規制した規制状態が誤操作により解除されることを抑制し、充電ケーブルや外部電源あるいは車両などが破損するおそれを低減する車両用制御システムを提供することにある。

請求項１記載の発明では、規制状態制御部は、シフトポジション規制部を、シフトポジションの切り換えを規制する規制状態または切り換えを規制しない解除状態に通電により制御する。そして、障害検知部は、シフトポジション規制部への通電経路における障害の有無を検知する。これにより、ユーザは充電のために駐車ポジションに切り換えた後にシフトロック制御が正しく動作するかどうかを認識することが可能となる。例えば通電経路の障害により規制状態制御部によるシフトポジション規制部の制御が不可能な場合、規制状態をユーザ操作でマニュアル解除してしまうことで充電ケーブルや外部電源あるいは車両などが破損するおそれを低減することができる。

請求項２記載の発明では、障害検知部は、通電経路の断線を障害として検知する。通電経路において車両の振動によってコネクタ部の半勘合やケーブルの破損などの断線が生じると、シフトポジション規制部を通電により制御することは困難になる。そのため、通電経路の断線を障害として検知することにより、充電時に誤操作によって規制状態が解除されることが未然に抑制される。したがって、シフトポジションの切り換えを可能にしつつも、充電時の誤操作に起因する充電ケーブルや外部電源あるいは車両などが破損するおそれを低減することができる。

請求項３記載の発明では、障害検知部は、通電経路の地絡を障害として検知する。通電経路においてシャーシへの接触により通電経路が地絡すなわちグランドに短絡すると、シフトポジション規制部を通電により制御することは困難になる。そのため、通電経路が地絡しているか否かを検知する。したがって、シフトポジションの切り換えを可能にしつつも、充電時の誤操作に起因する充電ケーブルや外部電源あるいは車両などが破損するおそれを低減することができる。

請求項４記載の発明では、障害検知部は、規制状態制御部の出力端における障害を検知する。これにより、規制状態制御部の内部の障害をも検知することができる。
請求項５記載の発明では、障害検知部は、シフトポジション規制部に通電するための電源の出力端における障害を検知する。これにより、電源が供給される回路すなわち電源の配下にある機器のいずれにおける障害であっても検知することができる。

また、請求項１記載の発明では、規制状態制御部は、接続判定部による判定結果すなわち外部電源と車両とが接続されているか否かに基づいて、外部電源が車両に接続されている場合にはシフトポジション規制部を規制状態に制御する。これにより、充電時または充電完了後に充電ケーブルが接続されている状態などにおいて、シフトポジションの切り換えは規制される。したがって、誤操作によりシフトポジションが変更されるおそれを二重に抑制することができる。

また、請求項１記載の発明では、規制状態制御部は、接続判定部による接続状態の判定が不可能な場合、シフトポジション規制部を解除状態にする。例えば充電時などの規制状態において、接続判定部そのものに障害が発生したり接続判定部との間の通信に障害が発生したりして接続状態の判定が不可能になると、規制状態の解除が行われず、車両の移動は不可能になる。このため、接続状態の判定が不可能な場合、当該接続状態の判定が不可能である旨を警告した後、規制状態制御部は規制状態を解除する。これにより、接続判定部の故障などの障害によりユーザが不利益を被るおそれを低減することができる。

一実施形態による車両用制御システムの構成を概略的に示す図 一実施形態による障害検知回路の構成を概略的に示す図 一実施形態によるシフトロックＥＣＵの構成を概略的に示す図 一実施形態による障害判定時の電圧レベルを示す図 一実施形態による車両用制御システムの作動を模式的に示す図その１ 一実施形態による車両用制御システムの作動を模式的に示す図その２ その他の実施形態による障害検知回路の配置を模式的に示す図

以下、車両用制御システムの一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。
図１に示すように、図示しない車両に搭載された車両用制御システム１０は、プラグインＥＣＵ１１（Electronic Control Unit）、パワマネＥＣＵ１２、シフトロックＥＣＵ１３を備えている。プラグインＥＣＵ１１は、常時電源回路１４、サブマイコン１５、主電源回路１６およびメインマイコン１７を有している。常時電源回路１４は、図示しないバッテリから常に供給される常時電源に接続している。以下、常時電源をＢＡＴＴとも称する。常時電源回路１４は、バッテリから供給される常時電源の電圧をサブマイコン１５で使用する例えば５Ｖの電圧に変換する。サブマイコン１５は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータで構成されている。サブマイコン１５は、機能を限定することにより低消費電力化されており、常時電源回路１４から供給される電力によって常に動作可能な状態で待機している。ここで、常に動作可能な状態とは、いわゆるスリープモードのような省電力状態に移行した状態である。この状態で、サブマイコン１５は、外部からの信号の入力などに応じてウェイクアップして対応する処理を実行する。例えば、サブマイコン１５は、外部電源としての充電スタンド１８と充電ケーブル１９で接続されると、プラグインリレー２０を導通して主電源回路１６への電力の供給を開始する。サブマイコン１５は、低消費電力であることを活用し、メインマイコン１７を補助するために設けられている。以下、導通状態をＯＮ、非導通状態をＯＦＦと称する。

主電源回路１６は、プラグインリレー２０を介して供給された電力をメインマイコン１７で利用する例えば５Ｖの電圧に変換する。なお、主電源回路１６で変換された電力は、メインマイコン１７の周辺回路などにも供給される。メインマイコン１７は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータで構成されている。メインマイコン１７は、サブマイコン１５よりも機能および処理能力が高いＣＰＵで構成されている。メインマイコン１７は、サブマイコン１５によって電力の供給が開始された主電源回路１６からの電力により起動する。

このような構成のプラグインＥＣＵ１１は、充電ケーブル１９によって充電スタンド１８と車両とが接続されたことを検知する。すなわち、プラグインＥＣＵ１１は、特許請求の範囲に記載した接続判定部に相当する。プラグインＥＣＵ１１は、図示しない充電用リッドの開閉状態や、充電ケーブル１９が接続されたことを検知する図示しない機械的あるいは電気的なスイッチ部材などにより、充電ケーブル１９が接続されたことを検知する。
また、プラグインＥＣＵ１１は、車載充電器２１およびチャージリレー２２に接続している。車載充電器２１は、充電スタンド１８から供給される電力を変換する。具体的には、車載充電器２１は、充電スタンド１８から供給される交流電圧を、駆動用電池２３に充電可能な直流電圧に変換する。チャージリレー２２は、車載充電器２１と駆動用電池２３との間の経路を開閉し、充電の開始および停止を制御する。このプラグインＥＣＵ１１は、ＣＡＮ通信によりパワマネＥＣＵ１２に接続している。

パワマネＥＣＵ１２は、車両に搭載されている各種の機器への電源の供給を管理する。つまり、パワマネＥＣＵは、車両の主立った機器の電源管理すなわちパワーマネジメントを行う。このパワマネＥＣＵ１２は、常時電源回路２４、サブマイコン２５、主電源回路２６、メインマイコン２７および障害検知回路２８を有している。常時電源回路２４は、常時電源に接続しており、常時電源の電圧をサブマイコン２５で使用する電圧に変換する。サブマイコン２５は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータで構成されている。サブマイコン２５は、プラグインＥＣＵ１１のサブマイコン１５と同様に、低消費電力化され、常に動作可能な状態で待機している。サブマイコン２５は、プラグインリレー２０の状態、すなわち、プラグインリレー２０がＯＮされたか否かを示す信号が入力される。

パワマネＥＣＵ１２のサブマイコン２５は、プラグインＥＣＵ１１のサブマイコン１５によりプラグインリレー２０がＯＮされると、それに同期して待機状態から動作状態に移行する。その後、サブマイコン２５は、メインリレー２９をＯＮして、主電源回路２６への電力の供給を開始する。この、メインリレー２９の配下には、電池監視回路３０、インバータ３１、モータ／ジェネレータユニット３２、および図示しない各種の電子機器が設けられている。また、サブマイコン２５は、ユーザによるスタートスイッチの操作や図示しないイグニッションスイッチの操作などに応じて、ＩＧ１リレー３３、ＩＧ２リレー３４およびアクセサリリレー３５をＯＮする。ＩＧ１リレー３３は、例えばパワーウィンドなどの走行用以外に用いられる機器に電力を供給するためのリレーである。ＩＧ２リレー３４は、走行用に用いられる機器に電力を供給するためのリレーである。アクセサリリレー３５は、例えばオーディオ機器などへの電源の供給を行うためのリレーである。以下、メインリレー２９配下の電源をＢ電源と称し、ＩＧ１リレー３３配下の電源をＩＧ１電源と称し、ＩＧ２リレー３４配下の電源をＩＧ２電源と称し、アクセサリリレー３５配下の電源をアクセサリ電源と称する。また、ＩＧ１電源またはＩＧ２電源の配下の電源を総称してイグニッション系と称する。

主電源回路２６は、サブマイコン２５によりメインリレー２９がＯＮされて常時電源が供給されると、その常時電源をメインマイコン２７で使用する例えば５Ｖの電圧に変換する。メインマイコン２７は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータで構成されている。メインマイコン２７は、サブマイコン２５よりも機能および処理能力が高いＣＰＵで構成されている。メインマイコン２７は、主電源回路２６から電力の供給が開始されると起動する。メインマイコン２７は、内部ＤＭＡバスにより、サブマイコン２５との間で互いにデータ通信可能に接続している。このメインマイコン２７は、駆動用電池２３からインバータ３１への経路を開閉するシステムメインリレー３６の制御、駆動用電池２３の残存電力量などを監視する電池監視回路３０、インバータ３１により駆動されるモータ／ジェネレータユニット３２の制御などを行う。

また、メインマイコン２７は、図示しないシフトレバーの状態を示すシフトポジション入力信号、およびブレーキスイッチ３７からのブレーキスイッチ信号が入力される。本実施形態では、シフトポジションの変更は、シフトレバーにより行われる車両を想定している。このシフトレバーは、シフトポジションを入力するシフトポジション入力部に相当する。なお、シフトレバーの代わりに、シフトポジションの選択が可能なスイッチなどでシフトポジション入力部を構成してもよい。
本実施形態では、シフトポジションとして、駐車ポジション（Ｐポジション）、ドライブポジション（Ｄポジション）、２速ポジション（２ポジション）、１速ポジション（Ｌポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）および後退ポジション（Ｒポジション）が設けられている。シフトポジション入力信号は、シフトレバーの位置に応じた信号として入力される。このため、例えばシフトレバーが駐車ポジションにある場合、シフトポジション入力信号は、駐車ポジションに有ることを特定可能な信号として入力される。

メインマイコン２７は、シフトポジション入力信号に基づいて、シフトポジションに応じた制御を行う。また、ブレーキスイッチ信号は、ユーザにより図示しないブレーキペダルが操作されたときにＯＮされるブレーキスイッチ３７から入力される。つまり、ブレーキスイッチ信号は、ユーザによるブレーキ操作の有無を示す信号である。このブレーキスイッチ３７は、シフトロックＥＣＵ１３にも接続している。

障害検知回路２８は、パワマネＥＣＵ１２からシフトロックＥＣＵ１３への通電が行われる通電経路における障害を検知する。すなわち、障害検知回路２８は、特許請求の範囲に記載した障害検知部に相当する。障害検知回路２８は、図２に示すように、ステータス回路３８、スイッチング素子３９、電流検出回路４０、電圧検出回路４１およびダイアグ回路４２を有している。ステータス回路３８は、論理回路素子により構成されている。ステータス回路３８は、メインマイコン２７から入力される指令信号ＩＮに基づいて、スイッチング素子３９をＯＮまたはＯＦＦする。具体的には、ステータス回路３８は、Ｌレベルの指令信号ＩＮが入力されるとスイッチング素子３９をＯＦＦし、Ｈレベルの指令信号ＩＮが入力されるとスイッチング素子３９をＯＮする。スイッチング素子３９は、ＦＥＴで構成されており、ゲート端子がステータス回路３８に接続している。このスイッチング素子３９は、ドレイン端子がＩＧ電源（イグニッション系）に接続され、ソース端子が出力端子ＯＵＴに接続している。また、ソース端子はプルアップされている。このため、スイッチング素子３９は、ステータス回路３８によりＯＮされると、ＩＧ電源と出力端子ＯＵＴとを導通させる。なお、スイッチング素子３９は、ＦＥＴに限らず他の構成であってもよい。

電流検出回路４０は、出力端子ＯＵＴからシフトロックＥＣＵ１２に向かって流れる電流値を検出し、電圧検出回路４１は、出力端子ＯＵＴの電圧を検出する。これら電流検出回路４０および電圧検出回路４１の検出結果は、ステータス回路３８に入力される。ステータス回路３８は、電流検出回路４０および電圧検出回路４１の検出結果に応じた信号をダイアグ回路４２に出力する。ダイアグ回路４２は、出力側にプルアップ抵抗が接続されたオープンドレイン回路で構成されている。ダイアグ回路４２は、ステータス回路３８から出力された信号に基づいて、ＨレベルまたはＬレベルのステータス信号ＳＴをメインマイコン２７に出力する。詳細は後述するが、ダイアグ回路４２からは、出力端子ＯＵＴの電圧がＨレベルのときＨレベルのステータス信号ＳＴが出力され、出力端子ＯＵＴの電圧がＬレベルのときＬレベルのステータス信号ＳＴが出力される。

シフトロックＥＣＵ１３は、図３に示すように、シフトロックソレノイド４４に接続している。また、シフトロックＥＣＵ１３は、ブレーキスイッチ３７に接続している。ブレーキスイッチ３７は、一方の端子が常時電源（ＢＡＴＴ）に接続され、他方の端子がシフトロックＥＣＵ１３、パワマネＥＣＵ１２およびストップランプ４５に接続している。ブレーキスイッチ３７は、ユーザがブレーキを操作するとＯＮされる。ブレーキスイッチ３７がＯＮされると、シフトロックＥＣＵ１３およびパワマネＥＣＵ１２には、ＢＡＴＴが印加される。これにより、シフトロックＥＣＵ１３およびパワマネＥＣＵ１２は、ブレーキが操作されたことを認識する。また、ブレーキスイッチ３７がＯＮされると、ストップランプ４５が点灯する。

また、ブレーキスイッチ３７がＯＮされてシフトロックＥＣＵ１３にＢＡＴＴが印加されると、シフトロックＥＣＵ１３のスイッチング素子４６が導通する。これにより、シフトロックソレノイド４４の一方の端子がグランドに接続する。その結果、シフトロックソレノイド４４、パワマネＥＣＵ１２から出力される出力信号に基づいて制御される。このため、ブレーキスイッチ３７がＯＮされたとき、すなわち、ユーザがブレーキ操作をしているとき、シフトロックソレノイド４４は、パワマネＥＣＵ１２からの信号に基づいてＯＮまたはＯＦＦする。具体的には、シフトロックソレノイド４４は、パワマネＥＣＵ１２からＨｉレベル（Ｈレベル）の電圧が入力されたとき、すなわち、パワマネＥＣＵ１２のスイッチング素子３９がＯＮしてＩＧ電源が印加されたとき、ＯＮする。シフトロックソレノイド４４は、ＯＮされると、シフトレバーの移動を規制しない解除状態になる。

一方、シフトロックソレノイド４４は、パワマネＥＣＵ１２からＬｏｗレベル（Ｌレベル）の電圧が入力されたとき、すなわち、パワマネＥＣＵ１２のスイッチング素子３９が非導通とされＩＧ電源の印加が停止されたとき、ＯＦＦされる。シフトロックソレノイド４４は、ＯＦＦされると、シフトレバーの移動を規制する規制状態になる。また、シフトロックソレノイド４４は、メインリレー２９がＯＦＦされた状態などのように通電そのものが行われない場合も規制状態になる。シフトロックソレノイド４４に接続されたシフトロックＥＣＵ１３は、特許請求の範囲に記載したシフトポジション規制部に相当する。

このように、シフトロックソレノイド４４は、ＩＧ電源の印加に応じて、シフトレバーによるシフトポジションの切り換えを規制または許可する。より厳密には、シフトロックソレノイド４４は、シフトポジションが駐車ポジションすなわちＰポジションにあるとき、シフトレバーの他のポジションへの切り換えを規制する。そしてシフトロックソレノイド４４は、パワマネＥＣＵ１２により規制状態および解除状態が制御される。つまり、パワマネＥＣＵ１２は、特許請求の範囲に記載した規制状態制御部に相当する。また、パワマネＥＣＵ１２による規制状態および解除状態の制御が、いわゆるシフトロック制御に相当する。

また、シフトロックＥＣＵ１３は、図示しないスイッチやボタンなどで構成され、規制状態にあるシフトロックソレノイド４４を解除状態にするシフトロック解除機構を有している。シフトロック解除機構は、上記したスイッチやボタンをユーザが操作することにより、規制状態にあるシフトロックソレノイド４４を解除状態にする。
次に、上記した車両用制御システム１０の作用について説明する。
まず、パワマネＥＣＵ１２に設けられている障害検知回路２８による障害検知について詳細に説明する。なお、ここでは、ユーザによりブレーキスイッチ３７が操作された状態、すなわち、シフトロックＥＣＵ１３のスイッチング素子３９がＯＮしている状態とする。

パワマネＥＣＵ１２は、上記したように、シフトロックＥＣＵ１３へ通電することによりシフトロックソレノイド４４を制御する。より具体的には、障害検知回路２８のステータス回路３８は、メインマイコン２７からＬレベルの指令信号ＩＮが入力されたときスイッチング素子３９をＯＦＦする。この場合、出力端子ＯＵＴは、図４に示すように、シフトロックＥＣＵ１３のスイッチング素子３９が導通していることから、Ｌレベル（ＧＮＤレベル）を示す。この出力端子ＯＵＴの電圧は、電圧検出回路４１により検出される。そして、ステータス回路３８は、ダイアグ回路４２を経由して出力端子ＯＵＴのレベルに応じたＬレベルのステータス信号ＳＴを出力する。

一方、障害検知回路２８のステータス回路３８は、メインマイコン２７からＨレベルの指令信号ＩＮが入力されたとき、スイッチング素子３９を導通とする。この場合、出力端子ＯＵＴは、Ｈレベル（ＩＧ電源の電圧レベル）を示す。そして、ステータス回路３８は、ダイアグ回路４２を経由して、出力端子ＯＵＴのレベルに応じたＨレベルのステータス信号ＳＴを出力する。つまり、パワマネＥＣＵ１２からシフトロックＥＣＵ１３への通電経路に障害が発生していない通常時においては、メインマイコン２７から入力される指令信号ＩＮの信号レベルとステータス信号ＳＴの信号レベルとは一致する。

さて、通電経路が例えばシャーシなどに短絡している場合、すなわち、出力端子ＯＵＴよりシフトロックＥＣＵ１３側の通電経路が地絡している場合、メインマイコン２７からの指令信号ＩＮのレベルによらず、出力端子ＯＵＴはＬレベルになる。このとき、電流検出回路４０は、出力端子ＯＵＴに流れる過電流を検出する。つまり、通電経路に地絡の障害が発生している場合、指令信号ＩＮとステータス信号ＳＴとのレベルが一致しない。なお、通電経路が地絡している状態は、配線だけでなく、回路部品の故障などにより地絡している状態をも含んでいる。

これに対して、通電経路が断線している場合、出力端子ＯＵＴは、ＩＧ電源にプルアップされていることから、指令信号ＩＮの信号レベルによらずＨレベルになる。つまり、メインマイコン２７からの指令信号ＩＮがＬレベルであっても、出力端子ＯＵＴはＨレベルのままとなる。

このように、通電経路に地絡あるいは断線といった障害が発生している場合、指令信号ＩＮの信号レベルと出力端子ＯＵＴの信号レベルとは一致しない状態が発生する。そして、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、自身が出力した指令信号ＩＮと、障害検知回路２８から出力されるステータス信号ＳＴとから、通電経路に障害が発生しているか否かを判定する。より具体的には、パワマネＥＣＵは、ブレーキスイッチ３７がＯＮされている状態において、ＨレベルおよびＬレベルの指令信号ＩＮを交互に出力するトグル出力により、指令信号ＩＮのレベルとステータス信号ＳＴのレベルとが一致するか否かによって障害の有無を判定する。なお、トグル出力の回数などは適宜設定すればよい。

次に、充電時における処理について説明する。ここで、充電時とは、外部電源から駆動用電池への充電が実際に行われている期間だけでなく、例えば外部電源と車両とを充電ケーブルで接続するなど、充電を行うための作業をしている期間をも含んでいる。
図５および図６は、充電時におけるユーザの動作とその動作に起因して実行されるプラグインＥＣＵ１１、パワマネＥＣＵ１２およびシフトロックＥＣＵ１３の処理とを時間軸に沿って示すシーケンスチャートである。駆動用電池２３に充電を行おうとするユーザは、充電スタンド１８が設置されている場所や自宅などに車両を駐車する。その後、ユーザは、図５に示すように、シフトポジションを駐車ポジションに切り換えた後、車両を駐車する（Ｓ１０１）。この時点で、シフトロックソレノイド４４への通電が停止すなわち電源がＯＦＦされ、シフトポジションの変更が規制された規制状態になる。以下、シフトポジションの変更が規制された規制状態をシフトロック状態と称し、解除状態をシフトロック解除状態と称する。

続いて、ユーザは、充電を開始するために充電ケーブル１９を車両に挿入する（Ｓ１０２）。ユーザは、車両の図示しない充電用リッドを開放し、充電ケーブル１９を車両側充電コネクタに挿入する。充電ケーブル１９が挿入されると、プラグインＥＣＵ１１のサブマイコン１５は、上述した図示しないスイッチ部材などからの入力によって充電ケーブル１９が接続されたことを検知し、動作モードに移行すなわちウェイクアップする（Ｓ３０１）。このとき、プラグインＥＣＵ１１と充電スタンド１８との間において、規定の通信フォーマットにしたがった通信（ハンドシェイク）が行われて接続が確認される。続いて、プラグインＥＣＵ１１のサブマイコン１５は、プラグインリレー２０をＯＮする（Ｓ３０２）。その結果、プラグインＥＣＵ１１においてはメインマイコン１７が起動するとともに（Ｓ４０１）、パワマネＥＣＵ１２においてはサブマイコン２５がウェイクアップする（Ｓ５０１）。そして、プラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７は、ＣＡＮ通信を開始または通信可能な状態になる（Ｓ４０２）。

また、パワマネＥＣＵ１２においては、サブマイコン２５によりメインリレー２９がＯＮされた後（Ｓ５０２）、メインマイコン２７が起動し（Ｓ６０１）、ＣＡＮ通信を開始する（Ｓ６０２）。これにより、プラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７およびパワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、互いにＣＡＮ通信が可能になる。ＣＡＮ通信が可能になると、プラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７は、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７に対して充電ケーブル１９の接続状態を通知する。続いて、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、シフトポジションが駐車ポジションすなわちＰポジションであるかを判定する（Ｓ６０３）。この場合、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、シフトポジション入力信号に基づいて、シフトポジションがＰポジションであるか否かを判定する。

パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、シフトポジションがＰポジションでないと判定すると（Ｓ６０３：ＮＧ）、例えば車両の図示しないインパネへの表示や図示しないスピーカからの音声出力などにより、シフトポジションがＰポジションでないことをユーザに警告する。ユーザは、警告を受けた場合、シフトポジションをＰポジションに切り換える。一方、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、シフトポジションがＰポジションであると判定すると（Ｓ６０３：ＯＫ）、シフトロックソレノイド４４の障害チェックを実施する（Ｓ６０４）。

ここで、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７による障害チェック処理について詳細に説明する。シフトロックソレノイド４４への通電経路の障害は、障害検知回路２８により検知される。しかし、障害検知回路２８による障害の検知は、前述のように、ブレーキスイッチ３７がＯＮになっていることを必要とする。そこで、本実施形態では、障害検知回路２８は、ユーザが車両を停止する時点、すなわち、ユーザがブレーキペダルを操作しシフトレバーをＰポジションに切り換えた時点で障害の有無を検知している。換言すると、障害検知回路２８は、充電を行うか否かに関わらず駐車する毎に障害の有無を検知している。障害検知回路２８による障害の検知結果は、例えば不揮発性のメモリなどに記憶されている。そして、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、ステップＳ６０４において、記憶されている検知結果の例えば最新の検知結果に基づいて障害チェックを行う。本実施形態の場合、最新の検知結果は、充電を開始する直前の検知結果になる。

パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、障害チェックにより障害が有ると判定した場合（Ｓ６０４：ＮＧ）、例えば車両のインパネへの表示やスピーカからの音声出力などによりユーザに警告する。これにより、ユーザは、シフトロックソレノイド４４の動作、つまり正常時での期待動作である充電プラグ挿入中であるとＰポジション以外へ操作不可である事、に不具合があることを認識する。換言すれば、シフトロック機能に障害があるため、充電完了後はユーザ自身が充電設備、ケーブルの破損に注意しながらシフト操作を行い車両移動をする必要があることを認識することが可能となる。
一方、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、障害チェックにより障害が無いと判定した場合（Ｓ６０４：ＯＫ）、充電システムチェックを行う（Ｓ６０５）。この充電システムチェックでは、例えば駆動用電池２３の残量の確認、駆動用電池２３の温度、あるいは駆動用電池２３に設けられている図示しない冷却ファンが動作するかなどがチェックされる。そして、充電システムチェックのチェック結果をＣＡＮ通信によりプラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７に通知する。

続いて、プラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７は、通知されたチェック結果に基づいて、充電の開始を許可するか否かを判定する。この場合、プラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７は、チェック結果がＮＧの場合には充電を不可と判定する。一方、プラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７は、チェック結果がＯＫの場合には充電許可と判定する（Ｓ４０３）。なお、充電システムチェックにより不具合が発生していると判定された場合には、上記したステップＳ６０４と同様に、ユーザに警告を発するなどの処理が行われる。
プラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７は、充電許可と判定すると、充電スタンド１８に対して充電許可すなわち電源供給の開始を指示するとともに、車載充電器２１に対しては充電時の電流の調整を行うと同時に、チャージリレー２２をＯＮする。これにより、駆動用電池２３に充電が開始される。

さて、充電が行われると、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、駆動用電池２３の充電が完了したか、すなわち、満充電されたかを判定する。そして、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、満充電と判定した場合にはその旨をプラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７に通知する（Ｓ６０６）。その結果、プラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７は、充電の停止を判断し、充電スタンド１８に対して充電停止すなわち電源供給の停止を指示するとともに、チャージリレー２２をＯＦＦにする。これと同時に、プラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７は、サブマイコン１５に充電が終了した旨を通知する。

そして、プラグインＥＣＵ１１のサブマイコン１５は、充電終了と判定すると（Ｓ３０３）、プラグインリレー２０をＯＦＦした後（Ｓ３０４）、スリープモードに移行する（Ｓ３０５）。また、プラグインリレー２０がＯＦＦされたことに伴い、プラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７は、電力の供給がなくなったことから停止する（Ｓ４０５）。また、パワマネＥＣＵ１２のサブマイコン２５は、プラグインリレー２０がＯＦＦしたことを検知すると、メインリレー２９をＯＦＦした後（Ｓ５０３）、スリープモードに移行する（Ｓ５０４）。また、メインリレー２９がＯＦＦされたことに伴い、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、電力の供給がなくなったことから停止する（Ｓ６０７）。
本実施例のように、車両用制御システム１０は、シフトロックソレノイド４４への通電経路に障害があるか否かを判定し、その結果に基づいて充電の可否を決定する事も可能である。ここで、駆動用電池への充電を優先する場合は、通電経路に障害があることをメーター表示や、スピーカによる警告をユーザへ実施することで注意を促し、充電許可させることも可能である。

ところで、駆動用電池２３の充電には数１０分から数時間程度かかることがあり、ユーザは、充電するときに車両から離れていることが想定される。そのため、充電ケーブル１９が接続されたことを忘れてしまい、充電ケーブル１９が接続されたまま車両を移動させようとするおそれがある。そこで、車両用制御システム１０は、以下のようにして車両の移動を抑制する。
ユーザは、図６に示すように、充電終了後に乗車すると（Ｓ１０３）、ブレーキペダルを操作しつつ（Ｓ１０４）、スタートスイッチを操作する（Ｓ１０５）。なお、スタートスイッチの操作とは、キーを挿入するような態様をも含んでいる。スタートスイッチが操作されると、パワマネＥＣＵ１２のサブマイコン２５は、ウェイクアップした後（Ｓ５０５）、メインリレー２９などをＯＮすることにより、車両の全電源を起動する（Ｓ５０６）。これにより、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は起動する（Ｓ６０８）。これに伴い、プラグインＥＣＵ１１においては、サブマイコン１５がウェイクアップし（Ｓ３０６）、プラグインリレー２０がＯＮされてプラグインＥＣＵ１１のメインマイコン１７も起動する（Ｓ４０６）。

さて、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、起動後に充電中であるかを判定し（Ｓ６０９）、充電中である場合には待機する（Ｓ６０９：ＹＥＳ）。ここで、充電中とは、駆動用電池２３への充電が行われている状態を意味している。本実施形態では、図５に示したようにステップＳ６０９までの時点で充電が完了しているため（Ｓ６０９：ＮＯ）、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、充電ケーブル１９の接続チェックを行う（Ｓ６１０）。この充電ケーブル１９チェックは、パワマネＥＣＵ１２とプラグインＥＣＵ１１との間で、ＣＡＮ通信によりプラグインＥＣＵ１１による充電ケーブル状態判定（Ｓ４０７）の判定結果を受信する処理である。

続いて、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、接続状態が判定不能であるか否かを判定する（Ｓ６１１）。例えば、ＣＡＮ通信による通信が不可能な場合やプラグインＥＣＵ１１において接続状態の判定ができなかった場合などが、充電ケーブル１９の接続状態が判定不能な状態に相当する。そして、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、接続状態が判定不能の場合には（Ｓ６１１：ＹＥＳ）、シフトロックソレノイド４４へ電源を供給する（Ｓ６１２）。つまり、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、図４に示したように、指令信号ＩＮをＨレベルで出力してスイッチング素子３９をＯＮ状態に駆動し、ＩＧ電源をシフトロックソレノイド４４に供給する。このとき、前述の通り、ユーザによりブレーキペダルが操作されているので、シフトロックソレノイド４４は、規制を解除したシフトロック解除状態になる。すなわち、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、充電ケーブル１９の接続状態が判定できないことから、車両が正常な状態ではないと判定してシフトロック解除状態とする。

これにより、ユーザは、車両の移動が可能になる。この場合、充電ケーブル１９の接続状態が判定不能であること、および、充電ケーブル１９が接続されていないことを確認することをユーザに警告した後に、シフトロック解除状態にする。この場合、警告を発する警告手段としては、常時電源の配下にある機器は勿論、Ｂ電源やＩＧ電源配下にある機器を用いてもよい。

一方、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、接続状態の判定が可能である場合には（Ｓ６１１：ＮＯ）、充電ケーブル１９が接続されているか否かを判定し（Ｓ６１３）、充電ケーブル１９が接続されている場合には（Ｓ６１３：ＹＥＳ）、ステップＳ６１０へ移行する。なお、接続状態の判定は、充電ケーブル１９が接続されているか否かに加えて、充電リッドが閉鎖されているかを加えてもよい。充電ケーブル１９が接続されている場合、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、ユーザに充電ケーブル１９が接続中であることを警告する。これにより、ユーザは、充電ケーブル１９を取り外すためにブレーキペダルを開放して降車し（Ｓ１０６）、充電ケーブル１９を取り外し（開放）して（Ｓ１０７）、再び乗車してブレーキペダルを操作する（Ｓ１０８）。

続いて、パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、再び充電中であるかを判定し（Ｓ６１４）、今回は充電中ではなく（Ｓ６１４：ＮＯ）、充電ケーブル１９が開放されていることから（Ｓ６１５、Ｓ４０８、Ｓ６１６：ＮＯ）、シフトロックソレノイド４４に電源を供給し（Ｓ６１７）、シフトロック解除状態にする。これにより、ユーザは、シフトレバーの操作が可能になり（Ｓ１０９）、車両を移動させることができる。なお、ステップＳ６１５の後にステップＳ６１１の処理を行うようにしてもよい。すなわち、ステップＳ６１４からステップＳ６１６の処理は上記したステップＳ６０９からステップＳ６１３までの処理と実質的に同じであるので、実際のコンピュータプログラムにおいては該当する部分をループ処理により行うようにしてもよい。
このように、車両用制御システム１０は、シフトロックソレノイド４４への通電経路における障害の有無に基づいて、シフトロックソレノイド４４を規制状態あるいは解除状態に制御する。

以上説明した本実施形態の車両用制御システム１０によれば、次のような効果を得ることができる。
パワマネＥＣＵ１２のメインマイコン２７は、シフトロックＥＣＵ１３のシフトロックソレノイド４４を、シフトポジションの切り換えを規制する規制状態または切り換えを規制しない解除状態に通電により制御する。このとき、障害検知回路２８は、シフトロックＥＣＵ１３への通電経路における障害の有無を検知する。これにより、充電のためにシフトポジションをＰポジションに切り換えた後にシフトロック制御が期待する動作でないことをユーザは充電前にあらかじめ認識することが可能となる。
このため、例えば充電スタンドにおいて次の利用者が待機しており慌てた心理状態に陥ってしまった場合であっても、マニュアル操作により規制状態を誤って解除することを低減することができる。したがって、充電ケーブル１９などを破損させることが抑制され、破損などにより高電圧・高電流が印加された活電部が露出することを抑制できる。

障害検知回路２８は、通電経路の断線および地絡を障害として検知する。そして、プラグインＥＣＵ１１は、いずれかの障害が発生している場合、駆動用電池２３への充電を不可と判定する。これにより、充電時に誤操作によって規制状態が解除されることが未然に抑制される。したがって、誤操作に起因する充電ケーブル１９や充電スタンド１８あるいは車両などが破損するおそれを低減することができる。
障害検知回路２８は、パワマネＥＣＵ１２の出力端子ＯＵＴにおける障害を検知する。この場合、例えば障害検知回路２８そのものに発生している異常も、指令信号ＩＮとステータス信号ＳＴとから障害として検知される。これにより、パワマネＥＣＵ１２の内部の障害をも検知することができる。

パワマネＥＣＵ１２は、プラグインＥＣＵ１１による判定結果すなわち充電ケーブル１９が車両に接続されているか否かに基づいて、充電スタンド１８と車両とが充電ケーブル１９により接続されている場合にはシフトロックソレノイド４４を規制状態にする。つまり、充電中の判定に充電ケーブル１９の接続状態判定を加える事により、充電終了後、且つ、充電ケーブル１９接続中において、シフトポジションの切り換えは二重に規制される。したがって、誤操作によりシフトポジションが変更されるおそれをより確実に抑制することができるとともに、信頼性を向上させることができる。さらに、実際の充電中だけでなく、充電のための準備を行っている充電作業時の誤操作をも抑制することができる。

パワマネＥＣＵ１２は、プラグインＥＣＵ１１による接続状態の判定が不可能な場合、シフトロックソレノイド４４を解除状態にする。例えば充電時などの規制状態において、プラグインＥＣＵ１１に障害が発生したり、ＣＡＮ通信経路に障害が発生したりして接続状態の判定が不可能になると、規制状態の解除が行われず、車両の移動は不可能になる。このため、接続状態の判定が不可能な場合、パワマネＥＣＵ１２は規制状態を解除する。これにより、車両に異常が発生している場合であっても、車両の移動が可能になる。したがって、ユーザが不利益を被るおそれを低減することができる。
シフトロックソレノイド４４への通電は、車両内の全電源を制御するパワマネＥＣＵ１２により行っている。通常、シフトロックソレノイド４４への通電制御は、ＩＧ電源を判定する必要があるものの、パワマネＥＣＵ１２は自らＩＧ電源のＯＮ／ＯＦＦを制御しているため、ＩＧ電源が供給されているか否かの判定回路を別途設ける必要がなくなる。これにより、２つ以上の機能を１つのパワマネＥＣＵ１２に統合でき、コストダウンを図ることができる。

各ＥＣＵは、複数のマイクロコンピュータを備え、常時通電されるサブマイコン２５に車両内の電源制御、メインマイコン２７にシフトロックソレノイド４４への通電制御および充電中の判定処理を行わせる。パワマネＥＣＵは、常時通電されているサブマイコン２５によりＩＧ電源の供給を行い、その電源供給を受けた後で起動するメインマイコン２７側にてシフトロック制御を行う。これにより、複雑な回路構成を必要とせずに、シフトロックソレノイド４４に対して確実にＩＧ電源での通電制御が可能となる。また、充電中の判定処理を行うメインマイコン２７にシフトロック制御を追加するためのコストの増加を抑制することができる。

充電中の判定は、パワマネＥＣＵ１２において可否を判定した後、プラグインＥＣＵ１１にて実際の許可を行っている。これにより、２つ以上のＥＣＵで充電の可否を二重に判定しているため、誤判定が発生するおそれをより確実に低減できる。
パワマネＥＣＵ１２とプラグインＥＣＵ１１との間をＣＡＮ通信で行っているため、既設のＣＡＮ通信経路を利用でき、専用線が不要となることからコストの低減を図ることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述した一実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形または拡張を行うことができる。
一実施形態では障害検知回路２８をパワマネＥＣＵ１２に設けた例を示したが、障害検知回路２８の構成および障害検知回路２８を設ける位置は、これに限定されない。また、シフトロックＥＣＵ１３の機能を、パワマネＥＣＵに備えるようにしてもよい。障害検知回路２８は、図７（Ａ）に示すようにＩＧ電源とグランドとの間における障害を検知する。例えば、一実施形態や図７（Ｂ）に示すように、ＥＣＵの出力端において障害を検知してもよい。これにより、ＥＣＵ内部の障害を検知することができる。この場合、障害を検知する位置は、図７（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）のように、いずれのＥＣＵであってもよい。また、図７（Ｃ）、（Ｆ）に示すように、シフトロックソレノイド４４に通電されるＩＧ電下の直下において障害を検知してもよい。これにより、ＩＧ電源をＯＮ／ＯＦＦするリレーも含めて、ＩＧ電源配下の全ての回路、例えばシフトロックソレノイド４４やブレーキスイッチ３７、あるいはそれらを接続するケーブルなどにおける障害を検知することができる。また、図７（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、シフトロックソレノイド４４のみを障害検知の対象としてもよい。この場合、シフトロックソレノイド４４とグランドとの間に他の構成要素が無いことから、シフトロックソレノイド４４そのものの障害を検知することができる。なお、例えば図７（Ｃ）に示すように、シフトロックソレノイド４４の通電経路を１つのスイッチで兼用し、そのスイッチのＯＮ／ＯＦＦを、ブレーキペダルの操作、充電ケーブル１９の接続状態および障害の有無により制御してもよい。これにより、部品点数が削減され、コストの増加を抑制することができる。

シフトロック制御のための規制部材としてシフトロックソレノイド４４を例示したが、ソレノイドに限らず、他の部材を規制部材として用いてもよい。
外部電源として充電スタンド１８を例示したが、一般家庭の商用電源であってもよい。
一実施形態ではステップＳ６０４において障害チェックを行ったが、例えばステップＳ６０３の前に行うなど、障害チェックを行うタイミングは任意に設定すればよい。また、充電が完了した後に再度障害チェックを行うようにしてもよい。

図面中、１０は車両用制御システム、１１はプラグインＥＣＵ（接続判定部）、１２はパワマネＥＣＵ（規制状態制御部、シフトポジション入力部）、１３はシフトロックＥＣＵ（シフトポジション規制部）、１８は充電スタンド（外部電源）、２３は駆動用電池、２８は障害検知回路（障害検知部）、４４はシフトロックソレノイド（シフトポジション規制部）を示す。

Claims (5)

1. 外部電源により充電される駆動用電池と、
   前記駆動用電池を搭載した車両のシフトポジションを入力するシフトポジション入力部と、
   前記シフトポジション入力部から入力された前記シフトポジションへの切り換えを規制するシフトポジション規制部と、
   前記シフトポジション規制部を、前記シフトポジションの切り換えを規制する規制状態または前記シフトポジションの切り換えを規制しない解除状態のいずれかの状態に、通電により制御する規制状態制御部と、
   前記規制状態制御部から前記シフトポジション規制部への通電経路における障害の有無を検知する障害検知部と、
   前記外部電源が前記車両に接続されているか否かを判定する接続判定部と、を備え、
   前記規制状態制御部は、前記接続判定部による判定結果により接続されていると判定された場合、前記シフトポジション規制部を規制状態に制御するとともに、前記接続判定部による接続状態の判定が不可能な場合、当該接続状態の判定が不可能である旨を警告した後、前記シフトポジション規制部を解除状態にすることを特徴とする車両用制御システム。
2. 前記障害検知部は、前記通電経路の断線を検知することを特徴とする請求項１記載の車両用制御システム。
3. 前記障害検知部は、前記通電経路の地絡を検知することを特徴とする請求項１または２記載の車両用制御システム。
4. 前記障害検知部は、前記通電経路において、前記規制状態制御部から出力される制御信号の出力端子における障害を検知することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の車両用制御システム。
5. 前記障害検知部は、前記シフトポジション規制部に通電する電源の出力端における障害を検知することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の車両用制御システム。
   

Images